CN109154781A - 获得测量的方法、用于执行过程步骤的设备和计量设备 - Google Patents

Abstract

在执行光刻过程步骤之前或之后，从衬底(W')上的位置获得测量。这种测量的示例包括在将图案应用到衬底之前进行的对准测量，以及在已经应用图案之后诸如套刻之类的性能参数的测量。从所有可能的测量位置(302)之中选择测量位置集合(606、606'或606”)。响应于使用初步选择的测量位置(610)所获得的测量，动态地选择(202c)所选测量位置的至少一个子集。高度的初步测量可以被用来选择用于对准的测量位置。在本公开的另一方面中，基于诸如高度测量或历史数据之类的补充数据来检测异常值测量。

Description

获得测量的方法、用于执行过程步骤的设备和计量设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月12日提交的EP申请EP16169384、2016年9月12日提交的EP申请EP16188380和2017年3月29日提交的EP申请EP17163586的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及从一个或多个衬底上的位置获得测量的方法。本发明可以应用于例如光刻设备或计量设备中。本发明进一步涉及使用这种光刻设备来制造器件的方法以及涉及用于实现这种方法的各部分的数据处理设备和计算机程序产品。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案应用到衬底上、通常应用到衬底的目标部分上的机器。例如，光刻设备可以在集成电路(IC)的制造中被使用。在那种情况下，图案化装置可替代地被称为掩模或掩模版，其可以被用来生成要在IC的个别层上形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分裸片、一个裸片或若干裸片)上。图案的转移通常经由成像到衬底上提供的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进器，其中通过一次将整个图案曝光在目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描仪，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案同时与该方向平行或反平行地扫描衬底来照射每个目标部分。

光刻工艺的关键性能参数是套刻(overlay)误差。此误差通常被简称为“套刻”)，该误差是将产品特征相对于先前层中所形成的特征而放置在正确位置中的误差。随着器件结构变得越来越小，套刻规格变得越来越严格。

在光刻设备内，传统上基于在衬底上提供的对准标记的测量来应用晶片对准模型，该测量被作为每个图案化操作的预备步骤。现在，对准模型包括更高阶模型，以校正晶片的非线性失真。还可以扩展对准模型以考虑其他测量和/或计算的效果，诸如在图案化操作期间的热变形。然而，每个晶片可用的时间不允许测量所有对准标记，并且不可避免地必须在速度和精度之间进行折衷。

目前，借助于诸如例如在US2012008127A1中描述的高级过程控制(APC)以及例如在US2013230797A1中描述的晶片对准模型之类的方法来控制和校正套刻误差。先进的过程控制技术近年来已被引入并且使用应用于衬底的计量目标的测量以及所应用的器件图案。检查设备可以与光刻设备分离，或者可以集成在光刻设备中。

虽然对准模型和高级过程控制已经大大减小了套刻，但并非所有错误都得到校正。例如，这些误差中的一些误差可能是不可校正的噪声，但是其他误差在理论上使用可用技术是可校正的，但在实践中在经济上是不可校正的。例如，人们可以设想更高阶的模型，但这些模型又需要位置测量的更高的空间密度。再次，即使存在可能的测量位置的高空间密度，实际测量这样的多个测量位置也会不利地影响计量设备的光刻过程的生产量。

因此，从改进诸如套刻之类的关键性能参数的观点来看，定义捕获衬底的最重要特征的测量“配方”是常见的。如果已知某种类型的处理在经历该过程的衬底的失真中产生特定的“指纹”，则可以选择该测量位置集合以在图案化步骤中将校正它的机会最大化的方式捕获该指纹。然而，出现的问题是，即使使用单组次晶片，过程指纹也会变化相当广泛。针对一个晶片给出了良好套刻性能的测量位置集合可能无法针对下一个晶片给出良好的套刻性能。相同的原理适用于在已经经受过光刻过程的衬底上在计量应用中对测量位置的选择。

影响对准和计量性能两者的另一个问题是异常样品或“异常值”。在对准数据中，异常值可以是受非常局部的原因影响的位置测量，诸如晶片下的污染。然而，当该测量被包括在对准模型中时，异常测量的影响可能扩散，从而在过宽的区域上降低套刻性能。类似地，性能计量中的异常值可能会导致高级性能控制环路中的噪声和性能降级。

发明内容

本发明的目的是改善测量结果的相关性(主要与光刻过程的性能的相关性)，而不必增加需要测量的测量位置的数量。

根据本发明的一个方面，提供了一种在执行光刻过程步骤之前或之后从衬底上的位置获得测量的方法，其中从所有可能的测量位置中选择测量位置集合，并且在每个所选位置处，测量由在所述衬底上的结构的属性构成，其中至少部分地响应于与使用初步选择的测量位置所获得的测量相关联的指纹的识别而动态地选择所选测量位置的至少一个子集。

动态选择该测量位置集合允许基于每个衬底选择最可能与性能改善相关的位置，而不必增加测量的总数和测量时间。即使在衬底之间存在过程变化的情况下，也可以减小由于选择有限测量位置集合而可能预期产生的性能损失。

光刻过程步骤可以是在光刻设备中执行的图案化步骤，或者它可以是在另一设备中执行的化学或物理处理步骤。

在初步选择的测量位置处进行的测量和/或在所选测量位置集合处进行的测量可以在光刻设备或其他处理设备内进行，或者它们可以在分开的计量设备中进行。

在初步选择的测量位置处进行的测量可以是与在所选测量位置集合处获得的测量相同的测量类型，或者是不同类型。在初步选择的测量位置处进行的测量可以在与在所选测量位置集合处获得的测量相同的设备或不同设备中进行。

在本文公开的一些示例中，基于初步位置处的对准测量来动态地选择用于对准测量的位置(其测量衬底的平面中的位置偏差)。在其他示例中，基于高度测量(平面外位置偏差)动态地选择用于对准测量的位置。

在光刻过程步骤之前进行的测量的示例包括用于定位要在光刻设备中应用的图案所进行的对准测量。在光刻过程步骤之后进行的测量的示例包括诸如套刻之类的性能参数的测量。

本发明进一步提供了一种用于执行光刻过程中的过程步骤的设备，该设备包括用于在执行所述过程步骤之前用于进行衬底测量的测量系统，所述测量系统被布置成使用如上所述的根据本发明的方法在所述衬底上的选定位置集合处获得测量。

本发明进一步提供了一种计量设备，该计量设备被布置成使用如上所述的根据本发明的方法在衬底上的选定位置集合处获得结构的一个或多个属性的测量。

本发明进一步提供一种制造器件的方法，包括光刻过程步骤，其中，在执行所述光刻过程步骤之前或之后，通过如上所述的根据本发明的方法在衬底上的选定位置集合处获得测量，并且其中所获得的测量被用来调节所述光刻过程步骤的参数以用于处理所述衬底和/或其他衬底。

本发明在另一独立方面中提供了一种针对在衬底上的测量位置处进行的测量而确定加权因子的方法，该方法包括以下步骤：

对所述测量应用质量测试，所述质量测试至少部分地基于与所述测量位置相关联的补充数据；和

基于所述质量测试的结果来确定所述加权因子。

在一些实施例中，补充数据包括基于先前处理的衬底的统计数据。可以以各种方式利用加权因子，例如以减小异常值测量对未来处理的影响。

在一些实施例中，可以通过修改现有设备的控制软件来实现本发明的设备和方法。

本发明进一步提供了一种包括机器可读指令的计算机程序产品，用于使一个或多个处理器实现上述设备中的所述方法的各方面。该计算机程序产品可以包括存储在非暂时性储存介质中的所述机器可读指令。

附图说明

现在将通过仅示例的方式参考所附示意图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1描绘了光刻设备以及形成用于半导体器件的生产设施的其他设备；

图2示意性地图示出了根据已知实践并且根据本发明实施例修改的图1的光刻设备中的测量和曝光过程；

图3示出了(a)可用于在示例晶片上的测量的测量位置的分布和(b)在大量制造期间选择用于测量的示例测量位置集合；

图4图示出了(a)半导体晶片上的过程诱导的指纹的实例，和(b)从若干组次中取出的晶片样品中的晶片之间的指纹变化；

图5图示出了光刻过程的性能参数的偏差，其可归因于在图4(b)中所示的相同晶片样品上使用所选择的测量位置集合；

图6图示出了根据本发明第一实施例的用于针对个体衬底动态地选择测量位置集合的改进方法；

图7图示出了光刻过程的性能参数的偏差，其被计算出来以模拟在与图5中相同的晶片样品上针对每个晶片动态地选择测量位置集合的效果；

图8图示出了(a)在使用相同的所选测量位置和(b)使用动态选择的测量位置集合的情况下性能偏差的空间分布；

图9图示出了本发明第二实施例中的计量和过程控制的方法；

图10图示出了测量数据例如实际示例中的对准数据中的异常值的问题；

图11图示出了根据本公开第二方面的各种实施例的用于检测异常值并降低其影响的技术；

图12图示出了根据基于主分量分析的示例异常值检测方法的统计分析原理；

图13图示出了在图10的示例中使用图12的原理的异常值的检测；

图14图示出了与图10(a)的示例相比在问题晶片上的改进的套刻性能；

图15图示出了本发明第三实施例中的计量和控制的方法，该方法包括(a)离线过程和(b)在线过程；

图16图示出了图15的方法中的测量位置的动态选择和高度梯度图；以及

图17图示出了本发明第四实施例中的计量和控制的方法，该方法包括(a)离线过程和(b)在线过程。

具体实施方式

在详细描述本发明的实施例之前，呈现可以实现本发明的实施例的示例环境是有益的。

图1以100示出了作为实现高容量光刻制造过程的工业设施一部分的光刻设备LA。在本示例中，制造过程适用于在诸如半导体晶片的衬底上制造半导体产品(集成电路)。技术人员将理解，可以通过在该过程的变体中处理不同类型的衬底来制造各种各样的产品。半导体产品的生产纯粹被用作在当今具有重大商业意义的示例。

在光刻设备(或简称“光刻工具”100)内，以102示出测量站MEA并且以104示出曝光站EXP。以106示出控制单元LACU。在该示例中，每个衬底访问测量站和曝光站以使图案被应用。在光学光刻设备中，例如，投影系统被用来使用经调节的辐射和投影系统将产品图案从图案化装置MA转移到衬底上。这通过在辐射敏感抗蚀剂材料层中形成图案的图像来完成。

本文所使用的术语“投影系统”应该被广义地解释为涵盖任何类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、磁、电磁和静电光学系统或其任何组合，适合于被使用的曝光辐射，或适合于其他因素，诸如浸没液体的使用或真空的使用。图案化MA装置可以是掩模或掩模版，其将图案赋予由图案化装置透射或反射的辐射束。众所周知的操作模式包括步进模式和扫描模式。众所周知，投影系统可以以各种方式与用于衬底和图案化装置的支撑和定位系统协作，以将所期望的图案应用到衬底上的许多目标部分。可以使用可编程图案化装置代替具有固定图案的掩模版。例如，辐射可以包括深紫外(DUV)或极紫外(EUV)波段中的电磁辐射。本公开还适用于其他类型的光刻过程，例如压印光刻和例如通过电子束的直接写入光刻。

光刻设备控制单元LACU控制各种致动器和传感器的所有移动和测量，使得设备接收衬底W和掩模版MA并实现图案化操作。LACU还包括信号处理和数据处理能力，以实现与设备操作相关的所期望的计算。在实践中，控制单元LACU将被实现为许多子单元的系统，每个子单元处理设备内的子系统或组件的实时数据获取、处理和控制。

在将图案应用到曝光站EXP处的衬底之前，在测量站MEA处处理衬底，从而可以执行各种准备步骤。准备步骤可以包括使用水平传感器绘制衬底的表面高度，并使用对准传感器测量衬底上的对准标记的位置。对准标记标称地被布置成规则的栅格图案。然而，由于创建标记时的不准确性以及还由于在其整个处理过程中发生的衬底的变形，标记偏离理想栅格。因此，除了测量衬底的位置和取向之外，如果设备要以非常高的精度在正确的位置处打印产品特征，则在实践中对准传感器必须详细测量衬底区域上的许多标记的位置。

光刻设备LA可以是所谓的双级类型，其具有两个衬底台，每个衬底台具有由控制单元LACU控制的定位系统。当在一个衬底台上的一个衬底正在曝光站EXP处被曝光时，另一个衬底可以在测量站MEA处被加载到另一个衬底台上，从而可以执行各种准备步骤。因此，对准标记的测量非常耗时，并且提供两个衬底台使得能够显著提高设备的生产量。如果位置传感器IF当其在测量站和曝光站处的时候不能测量衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在两个站处跟踪衬底台的位置。可替代地，可以组合测量站和曝光站。例如，已知具有一种单个衬底台，在预曝光测量阶段期间测量台临时耦合到该单个衬底台。本公开不限于任何类型的系统。

在生产设施内，设备100形成“光刻单元”或“光刻簇”的一部分，其还包含涂覆设备108，用于将光敏抗蚀剂和其它涂层涂覆到衬底W上，以便由设备100进行图案化。在设备100的输出侧处，提供烘烤设备110和显影设备112，以用于将曝光的图案显影成物理抗蚀剂图案。在所有这些设备之间，衬底处理系统负责支撑衬底并将它们从一件设备转移到下一件设备。这些设备通常被统称为“轨道”，这些设备由轨道控制单元的控制，轨道控制单元本身由监督控制系统SCS控制，监督控制系统SCS还经由光刻设备控制单元LACU来控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化生产量和处理效率。监督控制系统SCS接收配方信息R，其非常详细地提供了要被执行以创建每个图案化衬底的步骤的定义。

一旦在光刻单元中已经应用并显影图案，则将图案化的衬底120转移到其他处理设备，诸如在122、124、126处所图示的。通过在典型生产设施中的各种设备来实现各种处理步骤。为了举例的缘故，在该实施例中的设备122是蚀刻站，并且设备124执行蚀刻后退火步骤。在其他设备126等等之中应用另外的物理和/或化学处理步骤。诸如材料的沉积、表面材料特性的改变(氧化、掺杂、离子注入等)、化学机械抛光(CMP)等的许多类型的操作可以被要求制造真实的器件。在实践中，设备126可以表示在一个或多个设备中执行的一系列不同处理步骤。

众所周知，半导体器件的制造涉及对这种处理的许多重复，以在衬底上逐层地构建具有适当材料和图案的器件结构。因此，到达光刻簇处的衬底130可以是新制备的衬底，或者它们可以是先前已在该簇中或在另一设备中完全处理过的衬底。类似地，取决于所需的处理，离开设备126上的衬底132可以被返回以用于在相同的光刻簇中的后续图案化操作，它们可以被预定用于在不同的簇中进行图案化操作，或者它们可以是要被发送以用于切割和包装的成品。

产品结构的每一层需要不同的一组处理步骤，并且在每一层处使用的设备126的类型可以完全不同。此外，即使在要被设备126应用的处理步骤标称地相同的情况下，在大型设施中，也可能存在若干假设完全相同的机器并行工作以在不同衬底上执行步骤126。这些机器之间的设置或故障的微小差异可能意味着它们以不同的方式影响不同的衬底。甚至对于每层而言相对常见的步骤，诸如蚀刻(设备122)，也可以通过若干标称地完全相同但并行工作以最大化生产量的蚀刻设备来实现。此外，在实践中，根据待蚀刻材料的细节以及特殊要求(诸如例如各向异性蚀刻)，不同的层需要不同的蚀刻过程，例如化学蚀刻、等离子蚀刻。

如刚刚所提及，可以在其他光刻设备中执行先前和/或后续处理，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行先前和/或后续处理。例如，器件制造过程中对诸如分辨率和套刻之类的参数要求非常高的一些层可以在比其他要求较低的层更先进的光刻工具中被执行。因此，可以在浸没型光刻工具中曝光一些层，而在“干”工具中曝光其他层。可以在工作在DUV波长处的工具中曝光一些层，而使用EUV波长辐射曝光其他层。

为了使由光刻设备曝光的衬底正确且一致地被曝光，期望检查已曝光的衬底以测量诸如后续层之间的套刻误差、线厚度、临界尺寸(CD)等的性质。因此，光刻单元LC位于其中的制造设施还包括计量系统MET，其接收已在光刻单元中处理的一些或全部衬底W。将计量结果直接或间接地提供给监督控制系统(SCS)138。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光进行调节，尤其是如果计量可以很快并且足够快地完成以使相同批次的其他衬底还有待曝光。而且，已经曝光的衬底可以被剥离和再加工以提高产出，或者被丢弃，从而避免在已知有缺陷的衬底上进行进一步处理。在衬底的仅仅一些目标部分有缺陷的情况下，可以仅对那些良好的目标部分进行进一步的曝光。

图1中还示出了计量设备140，其被提供用于在制造过程中的期望的阶段处进行产品的参数测量。现代光刻生产设施中的计量设备的常见示例是散射仪，例如角度分辨散射仪或光谱散射仪，并且其可以被应用来在设备122中进行蚀刻之前在120处测量显影的衬底的属性。使用计量设备140，例如可以确定诸如套刻或临界尺寸(CD)之类的重要性能参数不满足所显影的抗蚀剂中的指定精度要求。在蚀刻步骤之前，存在剥离显影的抗蚀剂并通过光刻簇再处理衬底120的机会。众所周知，来自设备140的计量结果142可以被用来通过监督控制系统SCS和/或控制单元LACU 106随时间进行小的调节来维持光刻簇中的图案化操作的精确性能，从而将产品超出规格、需要再加工的风险最小化。当然，可以应用计量设备140和/或其他计量设备(未示出)来测量经处理的衬底132、134和进来的衬底130的属性。

本公开涉及在可用于测量集合的时间不允许测量衬底上的所有可能位置的情况下的测量位置的动态选择。该动态选择可以被应用于图1的制造设施中的各种操作中。例如，当测量衬底上的对准标记时，作为图案化操作的一部分，该技术可以被应用于测量位置的选择中。可替代地或另外地，测量位置的动态选择可以被应用于计量设备140中的计量目标的选择。将在对准的上下文中描述详细的示例，然后可以容易地以类似的方式将其应用于计量设备140中。对准过程背景

图2图示出了在图1的示例中使用的双级型光刻设备中曝光衬底W上的目标部分(例如裸片)的步骤。首先将描述根据传统实践的过程。本公开不限于双级设备。本文所公开的动态选择技术可以应用于在其中时间不允许在每个衬底上的所有可能测量位置处测量任何类型的测量值的任何情形。

在虚线框内的左侧是在测量站MEA处执行的步骤，而右侧示出了在曝光站EXP处执行的步骤。有时，衬底台WTa、WTb中的一个将位于曝光台处，而另一个位于测量台处，如上所述。出于本说明的目的，假设衬底W已经被装载到曝光站中。在步骤200处，通过未示出的机构将新衬底W'装载到设备。并行处理这两个衬底以便增加光刻设备的生产量。

首先参考新装载的衬底W'，这可以是先前未处理的衬底，制备有新的光致抗蚀剂以用于在设备中首次曝光。然而，一般而言，所描述的光刻过程仅仅是一系列曝光和处理步骤中的一个步骤，使得衬底W'已经多次通过该设备和/或其他光刻设备，并且也可以使得经历后续过程。特别是对于改善套刻性能的问题，任务是确保在已经经受一个或多个图案化和处理循环的衬底上的完全正确位置上应用新图案。这些处理步骤逐渐在衬底中引入必须被测量和校正的失真，以实现令人满意的套刻性能。

如刚刚所提及的，先前和/或后续的图案化步骤可以在其他光刻设备中执行，并且甚至可以在不同类型的光刻设备中执行。例如，器件制造过程中对诸如分辨率和套刻之类的参数要求非常高的一些层可以在比其他要求较低的层更先进的光刻工具中被执行。因此，可以在浸没型光刻工具中曝光一些层，而在“干”工具中曝光其他层。可以在工作在DUV波长的工具中曝光一些层，而使用EUV波长辐射曝光其他层。

在202处，使用衬底标记PI等的对准测量和图像传感器(未示出)被用来测量和记录衬底相对于衬底台WTa/WTb的对准。另外，将使用对准传感器AS测量衬底W'上的若干对准标记。在一个实施例中使用这些测量来建立“晶片栅格”，其非常精确地映射在衬底上的标记的分布，包括相对于标称矩形栅格的任何失真。

在步骤204处，还使用水平传感器LS测量晶片高度(Z)对照X-Y位置的图。传统上，高度图仅被用来实现已曝光图案的精确聚焦。首先，高度图仅被用来实现已曝光图案的精确聚焦。它另外还可以用于其他目的。

当加载衬底W'时，接收配方数据206，定义要被执行的曝光，以及晶片的属性和先前制成的图案和将要在其上制成的图案。向这些配方数据添加在202、204处进行的晶片位置、晶片栅格和高度图的测量，使得可以将一组完整的配方和测量数据208传递到曝光站EXP。对准数据的测量例如包括以与作为光刻过程的产品的产品图案固定或标称地固定的关系所形成的对准目标的X和Y位置。就在曝光之前取得的这些对准数据被用来生成具有使模型适合数据的参数的对准模型。在曝光操作期间将使用这些参数和对准模型来校正在当前光刻步骤中应用的图案的位置。使用中的模型插入测量的位置之间的位置偏差。传统的对准模型可以包括四个、五个或六个参数，一起定义不同维度的“理想”栅格的平移、旋转和缩放。如US2013230797A1中进一步描述，使用更多参数的高级模型是已知的。

在210处，交换晶片W'和W，使得测量的衬底W'成为进入曝光站EXP的衬底W。在图1的示例设备中，通过在设备内交换支撑件WTa和WTb来执行该交换，使得衬底W、W'保持精确地夹持并定位在那些支撑件上，以保持衬底台和衬底本身之间的相对对准。因此，一旦已交换了台，确定投影系统PS和衬底台WTb(以前是WTa)之间的相对位置是在控制曝光步骤时利用针对衬底W(以前是W')的测量信息202、204所必需的。在步骤212处，使用掩模对准标记M1、M2执行掩模版对准。在步骤214、216、218中，扫描运动和辐射脉冲被应用在衬底W上的连续目标位置处，以便完成多个图案的曝光。

通过在曝光步骤的执行中使用在测量站处获得的对准数据和高度图，相对于期望的位置并且尤其是相对于先前放置在同一衬底上的特征精确地对准这些图案。现在被标记为W”的已曝光的衬底在步骤220处从设备卸载，以根据已曝光的图案经历蚀刻或其他过程。测量位置的选择

参考图3(a)，衬底300可以是在步骤202处当前正在经历对准测量的衬底W'。点302的阵列表示分布在衬底300上的可能测量位置。在图2的对准测量步骤202中，该点阵列将对应于分布在衬底上的整个对准标记集合。在另一个实施例中，它们可以表示不同类型的计量目标结构，例如在套刻或焦点测量目标中。可能的测量位置不需要由任何特定结构来限定，其中可以例如在空白衬底上或在产品结构本身上执行计量。在所图示的示例中，存在90个对准标记，并且因此针对在步骤202中使用的光刻设备的对准传感器而言存在90个可能的测量位置。

在步骤202的执行中，通常选择测量位置集合，其小于可能的测量位置全集合304。这是因为步骤202中所花费的时间必须符合在测量站和曝光站处的晶片的总循环时间，否则设备的生产量将降低。在图3(b)的示例中，所选择的测量位置集合306包括例如90个可能位置全集合中的28个位置。在传统过程中，在配方数据206中定义该选择，在装载步骤200中将其与衬底W一起递送。配方对于批次中的所有衬底通常是相同的，尽管通常将针对每种类型的产品和层对其进行定制。本领域技术人员将理解，在该示例中诸如90和28之类的数字纯粹是作为示例给出的，并且制造商需要确定将存在给定衬底的多少个测量位置以及每个衬底应测量那些测量位置中的多少个。在典型的半导体晶片处理设施的情况下，总的可能测量点例如可能在70、80或100的范围内，而在大量制造期间选择用于测量的数量例如可以是在20、30或40的范围内。这些数字纯粹是为了例示而提及的，没有特别的数字是重要的。

图4(a)表示可以使用在模拟的衬底400上的多个测量位置处的对准标记来测量的位置偏差的值。可以看出，在X和Y方向上的位置偏差的分布不是随机的，但展现了一个可识别的“指纹”。在这种情况下，指纹由叠加在图上的两个椭圆形状来概括。测量的偏差描述了在衬底的一半中通常是逆时针失真，并且在另一半中通常是顺时针失真。在该示例中，在左侧和右侧布置各半部，并且我们可以说该图案展现出θ＝90°的“旋涡角”。这种指纹例如由光刻设备外部的热处理步骤产生。可以观察到其他类型的热指纹以及来自不同处理步骤的其他类型的指纹。

图4(a)中的测量值是从相当完整的可能测量位置集合导出的。为了定义减小的测量位置集合，其仍然捕获关于特定衬底的失真的最大信息，应该理想地基于影响衬底的特定指纹的知识来定义图3(b)中所图示的所选择的测量位置集合。

然而，图4(b)图示出了该方法的问题。对于36个不同衬底的样品，在垂直轴上绘制旋涡角θ，并且沿水平轴绘制衬底ID。该示例中的36个衬底包括来自六个样品组次的每一个中的六个样品衬底。所有组次都涉及相同的产品和层。可以看出旋涡角θ在个体衬底与个体衬底之间变化很大。当然，旋涡图案的幅度也可以在晶片与晶片之间变化。从该观察可以得出：针对一个衬底上的指纹所优化的所选择的测量位置集合对于另一个衬底上的指纹可能不是最优的。如果预先知道指纹，则将定制的测量位置选择定义为针对每个衬底的配方数据206的一部分是可能的。然而，除了从已经选择了衬底的处理步骤的历史中稍微预测指纹的可能性之外，在不产生附加的测量负担的情况下将无法知道个体指纹。

图5图示出了就性能参数套刻方面的这种晶片到晶片的指纹变化的结论。在水平轴上从左到右绘制相同的36个衬底。在任意垂直标度上，分别针对X方向和Y方向绘制套刻偏差OVD。将记住，所取得的测量集合将被传递到对准模型，并被用来控制图案在衬底上的定位。将该示例中的套刻偏差定义为使用较少数量的所选测量位置经由对准模型所获得的套刻性能与使用所有(或者无论如何显著更大的数量)可能的测量位置时将获得的性能相比之间的差异。

图5示出了在X方向上由于使用小的所选择的测量位置集合而存在一定的套刻偏差，但是晶片和样品之间的变化不是很大。然而，在Y方向上，由于使用较小的所选择的集合，存在一些大得多的套刻偏差，并且这些偏差在晶片与晶片之间变化很大。

测量位置的动态选择-对准示例

简要地回到图2，在那里示出了一些附加步骤，其允许针对每个个体衬底如果期望的话执行测量位置的动态选择，以便在不增加测量位置的总数以及因此总测量类型的情况下实现更好的性能。动态选择功能在图2中被标记为600。该功能可以是设备的现有控制软件内的附加模块，其接收在衬底上在初步选择的测量位置处测量的位置偏差(对准测量)作为输入。动态选择功能快速处理这些测量并确定用于完成对准测量步骤202的动态选择604。可以以在配方数据206中定义的方式执行动态选择。它也可以至少部分地通过参考上下文数据608来被定义，参考上下文数据608可以描述例如衬底的处理历史。它甚至可以直接描述先前在个体衬底中观察或预期的指纹。

在一个简单的实施例中，初步选择的测量位置可以是最终选择的第一子集，并且响应于通过初步选择获得的测量结果，可以添加最终选择的一个或多个其他子集，以及任何其他子集。现在将参考图6描述这种方法的示例。

在图6中，对准测量步骤202的功能和动态选择功能600由于它们涉及每个衬底而以流程图的形式来表示。该方法从步骤200开始，其中接收新衬底W'和配方数据206。响应于配方数据，在步骤202a处，进行测量位置的初步选择。在图中的左手侧，示出了衬底W'的布局，其上具有所有可能的测量位置302。将初步选择的测量位置610指示为八个圆圈点。数字8和初步选择的测量位置的位置允许以尽可能少的测量来识别可能的指纹存在衬底。来自初步选择的测量602被传递到分析步骤202b。在分析步骤202b中，将一种或多种分析技术和准则应用于从初步选择的测量位置中获得的测量。

在步骤202c处使用该分析的结果来确定一些或所有测量位置，以形成针对衬底选择的测量位置集合。在图示中，在三个替代集合中进行选择。在图示中，三个替代集合或包括与初步选择相同的测量位置。这不一定是这种情况，但是在测量时间和测量结果是宝贵的情况下，不希望通过在进一步的操作中不使用它们来“浪费”在步骤202a中进行的测量。确定了一些或所有所选择的测量位置后，在步骤202d中对这些位置进行测量。例如，如图2中所见，一旦针对完整的测量位置集合进行了测量，方法就转到步骤204。在图2的方法中，来自所选择的测量位置全集合的测量值612作为测量和配方数据208的一部分被递送。

取决于实现，可以迭代地确定所选择的测量位置集合，如在202e处的返回路径所示。然后单独地或与从初步选择的测量位置中获得的测量602相组合地，使用在步骤202d中获得的测量来再次执行分析步骤202b。在每次迭代中，步骤202b中的分析可以是相同的，或者可以是不同的。在每次迭代中，步骤202b中的分析可以应用单组准则，或者它可以包括顺序或并行执行的多个步骤。在每个分析步骤之后，确定所选择的测量位置集合的另一测量子集，并在步骤202d中进行进一步的测量。

以这种方式，可以从一个或多个子集组合所使用的最终动态选择的测量位置集合，其中一个或多个子集可以包括初步选择的测量位置中的一些或全部。在一个简单的示例中，测量位置集合可以包括多于20个位置，例如28个位置，而初步选择的测量位置包括少于10个位置，例如8个位置。假设那八个在28个之中，则应当理解，响应于进行初步选择的测量，动态地选择所选测量位置中的20个。

初步选择的测量位置(意味着点的数量和/或位置)可以例如由用户基于常规实践来定义。可替代地，可以通过动态采样软件本身来建议初步选择。它可以基于测量结果的全集来进行自动更新，如图6中的可选步骤202f所图示。

如所提及的，初步选择的测量位置可以形成所选择的测量位置集合的第一子集，而响应于使用第一子集所获得的测量，确定所选择的测量位置集合的第二子集(在步骤202c处)。使用迭代方法，可以响应于使用测量位置的第一子集和第二子集所获得的测量而确定所选择的测量位置集合的第三(和第四等)子集。如图6的示例中所示，动态选择的测量位置集合可以包括从多个预定义子集606、606'、606”中动态选择的子集。可替代地，可以在没有预定义的测量位置分布的情况下完全动态地组合选择。

再次参考图4的示例，在一些实施例中，至少部分地通过识别一个或多个预定义指纹来选择动态选择的测量位置子集。例如，这可以是将衬底400的指纹与一些其他类型的指纹区分开，或者将衬底400的指纹与具有不同取向的类似指纹区分开。相应地执行在步骤202b和202c处的分析和选择。使用与图4和图5中相同的样本集合，图7显示了平均套刻偏差OVD中的改进，该平均套刻偏差OVD通过仅使用相同大小的测量位置集合所获得，但是根据观察到的指纹针对每个衬底动态选择集合。换句话说，对于36个衬底中的每一个，已经测量了初步选择的八个测量位置610，然后动态地选择了附加的测量位置，以获得作为三个选项606、606'和606”之一的所选择的测量位置集合。这些测量位置集合中的每一个仅具有与传统示例中使用的单个集合306相同的测量位置数28。但是，由于每个集合中的测量位置的分布不同，所以分布被更好地优化给每个晶片上的指纹。

将图7与图5进行比较，可以立即看出，在36个晶片的整个样本上，可归因于使用有限的测量位置集合的套刻偏差大大减小。与使用测量位置的全集合所看到的相比，虽然图7中的性能对于那些使用现有集合表现相对较好的晶片13至17并不差，但是晶片1至12、晶片18至24和晶片26至36都显示出在Y方向上显著减小的套刻偏差。为了实现这一改进，每个晶片没有花费附加的测量时间。当然，必须提供处理能力以在没有延迟的情况下基于初步选择执行分析步骤和进一步测量位置的选择。可以通过对光刻设备控制单元LACU内的一个或多个处理器进行编程来实现合适的处理。可替代地，如果需要，可以添加专用处理。

图8是图5和图7中所示结果的另一种表示。在图8(a)中，当使用如图5中所示的单个测量位置集合时，矢量示出在衬底上的不同位置处的X和Y方向上的套刻偏差。在该图中堆叠了36个晶片的全集上的结果。可以看出，一些极端的套刻偏差值集中在衬底的某些区域中，在图中的左上和右下。另一方面，在图8(b)中，当从三个测量位置集合606、606'、606”中进行动态选择时，我们看到套刻偏差的样本中的所有晶片上的平均值。不再看到套刻偏差的极值，并且在整个衬底上的套刻偏差值是相对均匀的。

关于衬底400的示例指纹，为了确定要进行的三个替代选择中的哪一个，可以执行分析步骤202b，以便根据其旋转角θ对在初步选择中看到的指纹进行分类。

在另一个实施例中，动态选择的测量位置集合可以包括通过识别在所选择的测量位置之一处的统计上例外的测量而选择的至少一个位置。用于识别所进行的测量中的“异常值”的各种准则是已知的，“异常值”有时也被称为“飞跳值”(flyers)。如果到目前为止仍然剩余一些空间以向所选择的集合添加至少一个附加测量位置，则可以添加一个或多个点，响应于检测到异常值而添加测量位置。对检测到异常值的一种形式的响应可以是，例如，提供增加异常值附近的测量点的密度。这样做的目的是使用测量位置的全集合来确定“异常值”测量值仅仅是一个异常测量，还是衬底上物理异常的指示。如将在下面相关于计量应用进一步提及，“在异常值附近”的测量点可以被定义为作为整体在衬底上相同附近的点，或者它们可以通过参考场内位置、位于场内异常值测量点附近、但在衬底上其他位置的场位置处来被定义。

当迭代地执行该方法时，可以参考初步选择和/或通过参考更大的测量位置集合来执行异常值的识别。在一个实现中，例如，在已经作为测量位置的第一子集进行初步选择之后，可以通过识别指纹来确定测量位置的第二子集，然后可以通过参考在第一子集和/或第二子集中找到的异常值来确定测量位置的可能更小的第三子集。

在其他实施例中，动态选择的测量位置集合包括通过识别多个所选测量位置上的统计上例外的测量分布而选择的至少一个位置。作为示例，可以执行分析步骤202b，以便对从初步选择的测量位置中获得的结果应用一些统计分析。该分析可以例如通过参考被用作性能指示符和/或被用作衬底的后续处理中的对准模型等的模型来被应用。可以在所获得的测量与拟合模型偏离超过特定阈值的区域中增加测量位置的密度。当然，可以以多种方式定义阈值。

如已经提到的，测量位置的动态目的之一是增加在感兴趣的效果发生的衬底的各区域处的测量位置的密度。特别地，在过程效应导致测量的数据中更高空间频率的变化的地方将期望更高密度的测量位置。因此，在分析步骤202b的一些实施例中，可以对已经获得的测量结果计算梯度。然后可以执行选择步骤202c，以便增加在多个所选测量位置上观察了梯度的衬底的那些区域中的测量位置的密度。取决于是否采用迭代方法，可以在初步选择的测量位置和/或在先前迭代中已确定的所选测量位置的一些较大子集上观察到梯度。

返回去参考图6，在任何或所有上述实施例中，作为可选特征，可以部分地基于初步选择的测量位置610的测量以及部分地基于与衬底一起接收的上下文信息608来选择动态选择的集合。当确定初步选择的位置时，也可以应用上下文信息，使得初步选择对于每个衬底而言不需要是相同的。可以在分析步骤中应用上下文信息，例如以确定或引导关于预期哪种类型的指纹的分析。可以在选择和设计步骤202c中应用上下文信息。例如，上下文信息可以指示在特定衬底的先前处理中已经使用了若干热处理工具中的哪一种。通过从过去的衬底中进行机器学习，可以获得该知识并将其用来预测指纹的类型以及/或者指纹的取向和/或量级幅度。

公开的专利申请WO2015049087A1描述了基于统计分析的各种方法，以在存在不同的上下文数据的情况下识别和预测不同指纹的出现。例如在使用主分量分析(PCA)的实施例中可以将指纹表示为主分量。例如，这种分析的结果可以被用来接收在当前衬底中观察到的指纹(主分量等)的信息，以及/或者接收关于存在指纹的信息，其可以基于在过去具有类似处理历史的衬底中观察到的指纹来被预测。如在公开的专利申请中所解释，可以将在本方法中取得的测量添加到在统计分析中使用的数据库中，从而继续机器学习过程。计量设备示例

再次参考图1，可以在诸如图1中所示的生产设施中的计量设备140之类的计量设备(检查设备)中应用多个可能的测量位置中的测量位置的动态选择，就像可以将其应用于光刻设备100内的对准标记的测量中那样。在这样的实施例中，可以通过在衬底上存在专用计量目标结构来定义可能测量位置集合。示例是用于套刻计量以及聚焦和剂量计量、线宽(CD)等的目标。光刻设备内的对准传感器和/或光刻设备内的计量工具或与其紧密集成的计量工具也可以被用来进行性能参数的测量，并且不仅仅用来进行位置测量以准备即将进行的图案化步骤。

使用套刻作为性能参数的示例，可以在衬底上的产品区域周围和/或内部的位置处提供套刻目标。如果目标结构的形式必然不同于在先前实施例中测量的对准标记的形式，那么计量目标结构的位置可以是不同的。如上所提及，有时测量可能不需要专用计量结构。它们可以在产品结构上或在空白区域上被执行。在这种情况下，被测量的结构可以是衬底上的单层或多层结构，在衬底的平面中没有空间变化。然而，为了本公开的目的，假设将以某种方式定义可能测量位置集合。由此，可以进行测量位置的初步选择。然后可以响应于在初步选择的测量位置处进行的测量来定义测量位置的一个或多个另外的子集，动态地建立用于衬底的测量的测量位置集合。

因此，上面参照图3至图8已经描述的选择测量位置的初步子集和动态选择的测量位置集合的方法可以同等地应用于光刻过程之后的性能参数的测量，因为它们与在准备光刻图案化步骤中的位置偏差的测量相同。

图9是使用图1的生产设施中的计量设备140的方法的流程图，其具有测量位置的动态选择。在步骤902处，通过光刻设备和一个或多个其他步骤处理衬底，直到它准备好测量过程参数，例如套刻。在904处，将衬底装载到计量设备140中，计量设备140被配备成在衬底上的多个可能的测量位置处测量过程参数。如在上述对准测量的情况中那样，在大量制造环境中，时间不允许在每个晶片上或甚至在代表性的晶片样品上测量测量位置的全集合。因此，必须确定测量位置的一个较小集合。

在步骤904内，应用与上面参考图6描述的方法相同或类似的方法，以获得来自衬底上的动态选择的测量位置集合的测量。使用动态选择的测量位置集合允许即使在晶片与晶片之间存在过程变化的情况下每个测量集合也更精确地捕获每个晶片的相关特征。在步骤906处，在一个示例中，通过先进的过程控制和其他机制反馈在经处理的衬底上的性能参数的计量结果，以改善相同和/或其他衬底的后续处理的性能。例如，可以更新光刻配方和/或用于其他处理步骤的配方，以实现改进的性能。

可替代地和/或另外地，在步骤908处，可以更新用于未来衬底的计量的配方。如前所述，可以通过历史性能数据的统计分析和上下文数据来通知任何或所有这些步骤。如前所述，测量位置的动态选择可以基于某些指纹的识别，它可以基于异常值和/或其他统计例外的识别。

原则上，两种情况下的目的都是获得更有用的测量信息，而不是简单地增加测量位置的数量。对于计量操作，每个衬底所测量的点数可以更少，或者在实践中远大于作为图案化操作一部分的对准传感器所测量的点的数量。然而，这自然取决于每次测量所花费的时间，并且也取决于是要对每个衬底还是仅对代表性样品进行测量。在期望密集采样的计量环境中，每个晶片测量几百个点是常见的。在存在噪声和变化的过程指纹的情况下获得甚至更多信息的关切都倾向于增加对更密集的计量采样的需求。应用作为本公开主题的动态选择的原理，可以避免不加选择地增加采样密度，同时确保所采取的测量更好地针对感兴趣的属性。

假设所选集合的大小最终可能远大于在上述对准过程中使用的测量位置集合，则可以预期初步选择的点也应该多少比上文提到的8或10大一些。

如上所述，可以识别某些指纹，诸如旋涡图案、圆形和/或“凸起”效果，并且在衬底的相关区域中提供附加的测量位置密度。这些示例指纹是场间指纹的示例，表示衬底上的参数的变化。在计量环境中，还可以进行测量以捕获场内指纹，而不仅仅是场间指纹。在这种情况下，可以识别在一个或多个场中的特定位置处进行的统计上例外的测量，并将其用来在其他场中的对应位置处触发附加测量。这是如上所述增加“异常值”附近的采样密度的变化。技术人员将知道如何适配上述示例的教导以将其应用于场内变化的上下文中。

再次，可以应用机器学习来辅助动态选择过程，正如参考图6所描述。

在任何实施例中，例如，可以预期初步选择的测量点包括小于所选择的测量位置集合中所期望的测量位置数量的一半，可选地，小于三分之一或小于四分之一。在要选择的测量位置的总数仅在20到40的范围内的情况下，那么初步选择中的测量的数量可以少于15或小于10。在另一方面，在要选择的测量的总数在200到400的范围内的情况下，在初步选择中的测量的数量可以小于150、小于100或小于50。如已经提到，可以迭代地确定最终测量位置集合的连续子集，从初步选择开始，每个都基于更多数量的先前测量位置。在另一示例中，例如，其中唯一的目的是增加“异常值”附近的采样密度，可以在不参考当前测量数据的情况下定义该测量位置集合中的大部分。然后可以动态地选择仅仅一个小的子集，例如小于所选测量位置总数的四分之一或小于八分之一。

异常值检测和去除

现在将描述与诸如上面图1和图2中所图示的光刻设备的操作中的异常值(异常测量)的检测有关的问题和解决方案。本文公开的异常值检测和去除技术形成本公开的独立方面，其可以与上述可变布局技术组合使用，或者与其他已知或未来布局组合使用。将在对准测量的上下文中描述异常值检测和去除技术，但是可以在性能计量的上下文中同样地应用，包括在上述计量示例中。在光刻设备中，如上面已经描述，通过每个晶片的晶片对准来校正晶片变形。对准传感器AS针对给定标记类型和布局而从对准标记读取晶片变形(位置偏差)。对于每个对准标记，针对x和y方向获得表示晶片变形的与标称位置的偏差。然后，通过例如多项式(例如，高达5阶)或更高级的模型的预定义的对准模型，对该对准数据进行建模。

有时，由于不同的原因，在对准数据中出现异常值。当它们未被正确过滤时，那些异常值由于在曝光期间引入大的假晶片可校正误差而导致套刻性能的劣化。特别地，当使用高阶或高级对准模型时，对套刻的负面影响可能很显著并且导致对晶片上的大区域的劣化。

图10图示出了在示例生产情形中测量的一系列42个晶片内的两个晶片中的这种异常值引起的问题。在图10(a)中，作为趋势制图1002给出了晶片到晶片的晶片可校正误差变化。针对该图示的数据取自在应用了图案之后的密集测量的套刻数据。晶片ID编号沿水平轴被示出。可以看出，晶片26和37具有比其他晶片更大的变化。图10(b)和(c)针对晶片26和37分别示出了晶片上的套刻误差的分布。在这些晶片指纹中，在突出显示的区域1004、1006中观察到更大的套刻值。在图(d)和图(e)中，发现这些大的套刻误差区域实际上是由异常对准测量1008、1010的孤立实例产生的。当这些位置与由高度传感器LS获得的图比较时，可以发现它们与所谓的“热点”相对应，其中晶片表面是高度弯曲的。这种热点的常见原因是晶片背面或衬底台WTa/WTb上的污染。

图10(b)和(c)中所见的受影响区域的程度远大于热点本身，并且希望从对准数据中去除异常值，以减小热点对性能和产出的影响。尽管异常值测量可能是在热点位置处的位置偏差的正确测量，但它不代表在较大区域上的晶片变形，并且在使用它们来控制新图案的定位之前最好去除异常值。

用于去除异常值的一种当前方法是定义阈值以过滤那些异常值。如果对于给定的对准模型，残余值大于针对晶片上的标记的阈值，则将判断其为异常值并滤除。这种滤除可能涉及完全忽略测量的值、在对准模型中对其进行降低加权、或者替换替代值。然而，特别是当使用的对准模型是专门设计来捕获晶片中较高频率变化的高阶模型时，发现并非所有异常值都是如此明显，并且简单的阈值不能完全滤除它们。无法在不会错误地将有效测量识别为异常值并且失去高阶对准模型的期望益处的情况下减小过滤阈值。

现在参考图11，呈现了一些替代方法，用于检测和可选地校正针对给定晶片所获得的对准数据中的异常值。这些方法将在上面已经描述的图6的方法的上下文中呈现，但是这仅作为可以应用本公开的这个方面的上下文的一个示例。下面将描述其他变体。

在图6和图11的示例中，递送已经在步骤202c中确定的测量位置集合处做出的测量集合612。例如，测量位置集合可以具有在606'处指示的布局，但是它可以是完全密集的布局或任何其他布局。然而，在使用测量集合用于对准或用于过程控制之前，基于一个或多个质量测试执行加权步骤1102。质量测试基于补充数据1104，而不是单独的当前测量集合。补充数据1104由分析步骤1106递送。质量测试可以将一个或多个测量或测量位置识别为异常值，例如标记为1007的测量。然后暗示零权重或某个较低权重。

在下面的一些示例中，使用历史数据1108来执行分析步骤1106，历史数据1108包括与当前测量相同类型、但是在先前处理的晶片上进行的测量。在其他示例中，分析步骤1106基于在当前晶片上进行的另一种类型的测量，例如基于从高度传感器LS获得的高度数据。在这样的示例中，如果高度数据可用，则原则上可以在步骤202d中进行测量之前执行分析步骤和质量测试。例如在其中不同传感器AS、LS的测量序列可以与图3中所图示的不同的实施例中，高度数据可以是可用的。例如在对准测量和高度测量的序列包括单独的粗略和精细测量步骤而不是图3中所图示的简单序列的实施例中，高度数据可以是可用的。

在步骤1110处，输出修改的测量集合1112，其中由质量测试确定的权重被用来完全或部分地抑制在异常值位置1107处进行的测量。在尚未进行测量或者尚未完成测量的情况下，可以输出修改的测量位置集合，而不是修改的测量集合。在图11中的1112a至1112c处图示出了不同类型的修改的测量集合的三个示例。

在1112a处，图示出了在所识别的异常值位置1107处删除或忽略测量的简单情况。在引言和权利要求的术语中，删除或忽略测量或测量位置是零权重的一种实现。取决于实现，保留测量但将其乘以零可能是优选的，或者通过某个逻辑步骤将其删除或忽略它可能是优选的。

在1112b处，图示出了响应异常值的检测的替代方法，即，替换在相邻位置处获得的测量的方法。在已经根据部分布局606'进行测量612的情况下，取决于具体实现，添加另外的测量可能是耗时的，也可能不是耗时的。

在1112c处，图示出了响应于异常值1107的检测的另一替代方法。这里，基于分析和补充数据1104，将测量的计算或估计值代入实际测量。这示例将在下面描述。

如果在步骤1102中检测到的异常值的数量太大，则可以执行步骤1114以拒绝晶片。

如已经提到的，可以应用不同类型的补充数据和分析来实现图11的方法的原理。在一个示例中，使用包括对准数据的历史数据1108和关于每个测量位置的历史晶片到晶片变化的统计分析1106来识别异常值。如果新的测量在历史预期范围之外具有较大变化，则需要将其排除(零权重)或降低权重。

在一个示例中，基于六参数(6PAR)拟合之后的对准测量的残差，计算晶片对准的矢量图(6par残差)及其每点的晶片到晶片变化的矢量图。发现当阈值针对晶片到晶片变化而被设置而不是仅针对当前晶片的值而被设置时，可以更成功地检测到真正的异常值。特别地，所公开的方法避免标记为碰巧具有高残差值的异常值测量，其中高残差值基于历史数据来实际地被预期。此外，该方法现在可以检测具有相对低残差值的异常值，其中高残差值基于历史数据来被预期。仅基于针对当前晶片的残差的传统方法将根本不将这些测量检测为异常值。

在基于历史测量数据的另一示例中，使用建议来检测异常值，以使用多变量分析作为一种类型的统计分析步骤1106来检测异常值。主分量分析(PCA)是将数据集合分解成主分量的统计工具，并且可以将它成功地应用于对准数据。在公开的专利申请WO2015049087A1(Ypma等人)中描述了PCA用于测量对准、套刻等的原理和应用，其内容通过引用并入本文。晶片上的测量值的空间分布被分解成分量矢量集合，称为观察数据的主分量(或“特征晶片”)。在该公开的专利申请中，PCA被用来促进分析光刻制造过程中的不同误差的原因和影响。当数据集合被分解为其主分量时，可以计算每个分量的重要性。

图12图示出了针对图10中所图示的示例生产数据所计算出的主分量的重要性。沿水平轴指示主分量数PC#，而在纵轴上绘制“解释的方差”EV。曲线1202图示出了第一主分量如何占优势以解释在对准数据中观察到的内容，其中重要性沿着斜率1204减小。在分量4之后存在更加渐进的斜率1206，并且可以针对此曲线确定肘点以确定最重要的分量。总之，前几个分量是最重要的分量并且足以描述大多数观察数据。其余分量可被视为噪音。

参考图13，并且然后考虑在前几个主要分量中将捕获不到异常值，本示例仅使用主要分量来重建原始数据。结果，在步骤1102中可以通过质量测试来检测异常值。在图13中，对于“问题”晶片#26和#37，制图M示出了实际获得的对准测量。在减去适合于实际测量值的对准模型之后，这些测量实际上是残差，例如来自6PAR模型的残差。本领域技术人员将充分理解，对于每种应用和每种类型的测量，无论是通过参考测量值、还是测量值的残差或其他处理版本来检测异常值，都是设计选择的问题。制图R示出了基于历史数据1104在PCA分析之后仅使用前5个分量重建的数据。制图M-R示出了当将测量值与重建值进行比较时获得的差异(增量)。对于大多数测量，增量接近于零，并且异常值如突出显示的那样清晰可见。

基于增量对对准数据进行加权，如已经提到的，可以以各种方式产生修改的测量数据。作为一个简单的示例，当每点的增量大于预定阈值时，步骤1110可以简单地排除任何测量的对准标记(结果1112a)。可选地，可以替代地使用来自相邻点的测量(结果1112b)。可替代地，当针对一个点的增量(M-R)大于预定阈值时，步骤1110可以利用基于重建数据的估计(在制图R中)替换异常值测量(在制图M中)(结果1112c)。

异常值的定义非常灵活。所描述的技术也可以应用于数据平滑。通过去除较高编号的分量，可以实现平滑和过滤。

在另一个示例中，补充数据不是基于对先前晶片的历史测量，而是基于对当前晶片的不同测量。用于检测热点的特定感兴趣的测量是由高度传感器LS获得的晶片高度数据，作为在曝光之前的测量过程的一部分(图3)。分析步骤1106处理高度数据以识别“热点”，其是局部不平坦的区域。

在图10的示例中，当检查晶片平坦度的图时，在晶片#26和#37中观察到热点。在晶片平坦度数据中与这些热点相对应的位置处的对准测量可以在质量测试步骤1102中被标记为可疑。这些可疑对准矢量的大小低于正常异常值阈值，使得它们不被排除在对准模型之外，导致图10(b)和(c)中所示的大区域性能受损。当这些标记的大小仅与同一晶片中的其他标记进行比较时，它们不是明显的异常值；特别是在晶片37中，它甚至比许多其他标记还小。然而在质量测试中使用高度数据作为补充数据允许将这些可疑标记被识别为异常值。

如在先前的示例中，可以以各种方式产生修改的测量数据。作为一个简单的示例，步骤1110可以简单地排除与所识别的热点相关联的任何测量的对准标记(结果1112a)。可选地，可以替代地使用来自相邻点的测量(结果1112b)。如果其他数据例如利用PCA分析的历史数据是可用的，则可以替换估计值(结果1112c)。

在图14中，在使用上述方法排除晶片#26和#37中指示的异常值之后，套刻的晶片到晶片变化被模拟。可以将更新的趋势制图1402与图10(a)中的趋势进行比较。这很好地表明了如果成功地去除对准异常值，则可以避免性能的偏移。(注意，对于图14，我们模拟了仅针对晶片26和37的去除异常值的效果。其他晶片也可以具有改进的可能性，图14中未示出)。

替代示例

在示例实施例的以上描述中，假设在初步选择的测量位置处测量的属性和在动态选择的测量位置集合处测量的属性是相同的属性，并且在两个步骤中都进行相同类型的测量。在那种情况下，初步测量位置集合可以是用于递送测量集合的测量位置集合的第一子集。然而，替代实施例是可能的，其中在初步选择的位置处进行的测量具有一个特性，并且使用一种类型的测量方法和设备来执行，而动态选择的测量位置集合被用来利用不同的测量设备或方法测量不同的属性。

作为示例，在一个这样的实施例中，可以使用初步对准测量集合来确定用于不同类型的计量的位置的动态选择。在初步选择的位置处进行的测量可以由某种类型的相机进行，并且被用来动态地确定用于对准标记的测量或者诸如CD或套刻之类的性能参数的测量的位置的选择。例如，在初步选择的测量位置处进行的高度测量可以用于动态地确定测量位置集合，用于测量对准、CD或套刻。例如，在初步选择的位置处进行的高度测量可以被用来识别应该采取更高密度的对准测量的区域，反之亦然。利用一个感测配方(指定(一个或多个)波长、(一个或多个)极化等的特定组合)在初步选择的位置处进行的一个或多个属性的测量可以被用来动态确定测量位置集合以用于使用不同配方的对准或高度的测量。可以将相同的原理扩展到计量方法中的不同属性的测量。

在位置的初始子集处进行的测量的类型与在位置的所选集合处进行的测量的类型不同的情况下，将理解，在不同类型测量中可能涉及不同类型的目标结构。对于诸如对准或套刻之类的测量，可以提供特定的目标结构。对于诸如晶片高度之类的测量，高度传感器可以在不需要提供特定目标结构的情况下操作。短语“目标结构”在任何情况下都涵盖表面或层结构，以及产品结构，或专用的对准标记或计量目标。

现在将参考图15至图17描述两个示例。这些都是如下情况的示例：其中在初步选择的位置处进行的高度测量可以被用来识别应该采取较高对准测量密度的区域。在光刻中，捕获对于每个晶片而言是不同的晶片高度轮廓。高度变化影响对准位置，但目前当由客户定义对准策略时不会将它们考虑进去。如已经描述的，对准策略对于所有晶片通常是相同的。因此，对准系统不能很好地校正由于晶片的高度轮廓中的变化所引起的晶片到晶片套刻变化的一部分。

在图15至图17的方法中，使用测量的晶片高度轮廓来优化针对每个个体晶片的对准策略。提出了两种方法来使用高度轮廓：(图15和图16)一种基于定义“典型”晶片高度轮廓的预定群组来指派对准标记的位置的方法，以及(图17)一种使用晶片轮廓的高度信息基于预定的“规则”或策略来指派对准标记的位置的方法。在示例中，梯度信息从高度轮廓中被导出并被用来选择对准配方。在两种方法中，“离线”过程基于历史数据来确定规则或群组。然后，“在线”过程使用该信息来优化针对每个新晶片的对准策略。

图15(a)是离线过程的流程图。步骤如下。在步骤1502中，收集针对晶片群体的高度数据。在步骤1504中，将高度数据转换为梯度数据。在步骤1506中，基于在梯度数据中观察到的某些特性图案而将群体分成群组。分层聚类技术是众所周知的，其可以被应用以执行该聚类。来自UV高度传感器的数据集的分析在Schmitt-Weaver等人的论文“Computational overlay metrology with adaptive data analytics”(利用自适应数据分析的计算套刻计量)中呈现，论文10145-31，于2017年2月26日至3月2日在美国加利福尼亚州圣何塞举行的SPIE高级光刻2017上发表。

图16示出了通过分层聚类过程1604在经处理的晶片的群体1602中识别的六个子群体或群组的特性梯度分布。六个群组具有梯度的特性分布，并且被标记为A至F。在每个制图中，较暗的阴影指示具有较低梯度的区域(平坦区域)，而较浅的阴影指示具有较高梯度的区域。在图16的下部中，作为示例，放大示出了群组A和群组B的分布。在实践中，当然可以用彩色进行绘图，只是为了与专利规则的兼容性而显示这些黑白版本。全彩色制图显示在上面提到的SPIE 2017论文中。如果期望，可以分别处理X和Y方向上的梯度，但是该制图一起显示了X和Y方向上的梯度矢量的量级。区域A1、A2、A3和B1、B2和B3在各自的制图上被标记。

在步骤1508中，对于每个群组，确定对准策略，包括测量位置的特定分布。变化较小的区域(即暗区域)不需要密集的对准标记采样，而具有快速变化(梯度)的区域将从更密集的对准采样中受益。对于前两个群组，优化的测量位置集合1610A被示出为重叠在群组A分布上，并且优化的测量位置1610B被示出为重叠在群组B分布上。在该示例中，群组A的分布中的区域A1和A3是在测量的高度图中具有相对高梯度的区域，而区域A2具有相对低的梯度。因此，优化的测量位置集合在区域A1和A3中具有更大的测量位置密度。类似地，群组B的分布中的区域B1和B3是测量的高度图中具有相对高梯度的区域，而区域B2具有相对低的梯度。在黑色和白色版本的制图中不可见，区域B1中的梯度高于区域B3中的梯度。因此，优化的测量位置集合具有的较高的测量位置密度在区域B1中是最大的，并且测量位置密度在区域B2中最低的。

应当理解，在该上下文中术语“优化的”并不暗含对“最好”或“最佳”位置集合的任何绝对概念。实际上，真正的“最佳”位置集合是无法实现的，因为将特定于每个个体晶片并且还将取决于哪个性能参数将被最大化。因此，“优化的”测量位置集合应该被理解为指的是适合于一个晶片或一个晶片群组的任何测量位置集合，并且与可以针对所有晶片使用通用测量位置集合来实现的过程比较而言，旨在改善光刻过程的一个或多个性能参数。

总之，在该示例方法中，我们使用来自许多组次的许多晶片的一些或全部高度数据来确定特性群组。例如，对来自特定制造工厂的许多晶片的分析揭示：存在六个特性群组，如图16中所图示。合适的软件将测量位置标记分布在适当的区域中并且定义适当的对准模型/颜色/顺序。最后在步骤1510中，将与每个群组相关联的优化对准策略存储在数据库1512中。还存储与每个群组相关联的特性图案(梯度图)。数据库可以例如被存储在光刻工具100的控制单元LACU内，以便通过在线过程快速取回。

图15(b)图示出了在线过程，其使用离线过程的结果来针对要处理的每个晶片1520选择优化的对准策略。在1522处，将新晶片1520装载到光刻工具100(测量站MEA)中。还类比参考图2和图6的示例，提到了可以以任何顺序执行用于对准和高度的测量步骤202和204，并且可以将每个步骤202、204划分成粗略和精细部分。对于本示例，假设在针对整个测量位置集合的精细对准测量(步骤202d)之前执行至少粗略高度测量步骤(称之为204a)。因此，在步骤1524(204a)中，至少粗略地测量衬底上的高度值。在步骤1526处，计算类似于图16中所示的高度梯度图。

在步骤1528(202c)处，使用来自由离线过程存储的数据库1512的数据，在线过程识别哪个群组与针对当前晶片测量的梯度图最佳匹配，并且针对所识别的群组取回定义优化对准策略的参数。在步骤1530(202d)处，使用优化的测量位置集合进行对准测量。当然也可以进行诸如精细高度图之类的进一步测量。使用对准测量和其他测量的结果在1532处执行曝光(图案化)步骤。步骤1524也不限于高度测量，并且也可以进行粗略对准测量。

图17图示出了另一种方法，其同样包括离线过程(a)和在线过程(b)。原理同样是基于高度和梯度的初步测量来选择用于对准的测量位置，但是实现是不同的。图17(a)是基于高度和梯度的该第二方法中的离线过程的流程图。离线过程的目的是基于梯度的密度确定用于对准标记位置分配的“规则”或策略。例如，在晶片的平坦区域中，梯度在大区域上是相同的。在高度轮廓变化很大的区域中，梯度将有很大变化。因此，测量位置的选择是梯度密度的函数。将这些策略存储在光刻工具控制单元LACU中，以便由在线软件快速取回。

该示例中的离线过程的步骤如下。在步骤1702中，收集针对晶片群体的高度数据。在步骤1704中，将高度数据转换为梯度数据。在步骤1706中，不是将晶片群体划分成群组，而是离线过程基于梯度的量级来简单地确定用于测量位置选择的一个或多个“规则”或策略。例如，在晶片的平坦区域中，梯度在大区域上具有相对低的量级。在高度轮廓变化很大的区域中，梯度将具有较大的量级。

在步骤1710中，用于确定优化对准策略的规则或策略被存储在数据库1712中。数据库可以例如被存储在光刻工具100的控制单元LACU内，以便通过在线过程快速取回。

图17(b)图示出了在线过程，其使用离线过程的结果来针对要处理的每个晶片1720选择优化的对准策略。在1722处，将新晶片1720装载到光刻工具100(测量站MEA)中。再次类比参考图2和图6的示例，假设在针对整个测量位置集合的精细对准测量(步骤202d)之前执行至少粗略高度测量步骤(称之为204a)。因此，在步骤1724(204a)中，至少粗略地测量衬底上的高度值。在步骤1726处，计算高度梯度图，其可以类似于图16中所示的特性制图之一，或者可以与之前看到的任何特性图不同。

在步骤1728处，使用通过离线过程存储在数据库1712中的规则，在线过程生成优化对准策略，包括适合于当前晶片1720的特定梯度图的优化测量位置集合。在步骤1730(202d)处使用优化测量位置集合进行对准测量。当然也可以进行诸如精细高度图之类的进一步测量。使用对准测量和其他测量的结果来在1732处执行曝光(图案化)步骤。步骤1524也不限于高度测量，也可以进行粗略对准测量。

总之，在线过程使用“规则”来分布测量位置。该策略可以使用一个或多个关键性能指示符(KPI)。示例KPI可以是实现一小块梯度区域与存储在扫描仪上的参考集合的最佳拟合，以分布标记。与基于群组的方法相比，该方法的优点在于它是全自动的；无需设置识别群组。

总结图15至图17的替代示例，共同的特征是使用高度图来影响对准标记的采样。也就是说，虽然对准标记被用来测量衬底上的平面内位置偏差(X和Y)，但是用于对准的测量位置的动态选择可以基于初步位置集合处的高度(Z位置)的测量。初步位置可以是粗略高度映射过程或精细高度映射过程的样本点。在针对高度的测量位置和针对对准的测量位置之间不一定是一一对应关系。提出了两种示例方法，但是本领域技术人员可以设想许多变体。正如在前面的示例中那样，现在针对每个晶片定义对准策略，而不是对于组次中的每个晶片是相同的。使用针对每个晶片优化的对准策略将减小晶片到晶片套刻变化。这将在整个制造系统中具有更精确反馈控制的额外益处，因为用于计算反馈校正参数的采样晶片更相似。可替代地，可以实现另一个益处，即为了实现相同的性能，用于计算反馈校正参数而需要进行采样的晶片较少。例如，为了提供足够好的反馈控制，可能需要对每组次三个晶片进行采样，而之前需要四个。

作为奖励，通过高度传感器的梯度测量可以被用来以更精确的方式解释对准标记的测量位置。假设作为测量过程的一部分，检测到标记不对称性。知道局部梯度可以允许光刻设备在观察到的对准标记的不对称性是由光刻过程中的物理和/或化学处理步骤引起的情况以及由于标记位于衬底的陡峭倾斜部分上而出现不对称性的情况之间进行区分。这种情况可能例如由局部污染引起，并且可能引起被对准传感器看到的标记的物理失真。

本发明的其他实施例由以下编号的项公开：

1.一种在执行光刻过程步骤之前或之后从衬底上的位置获得测量值的方法，其中从所有可能的测量位置中选择测量位置集合，并且在每个所选的位置处进行在所述衬底上的结构的属性的测量，其中响应于使用初步选择的测量位置所获得的测量值，动态地选择所选测量位置的至少一个子集。

2.根据项1所述的方法，其中，所述初步选择的测量位置包括所选测量位置集合的第一子集，响应于使用所述初步选择所获得的测量而动态选择所选测量位置集合的第二子集。

3.根据项2所述的方法，其中，响应于使用测量位置的第一子集和第二子集所获得的测量值而确定所选测量位置集合的第三子集。

4.根据前述任一项所述的方法，其中，所述初步选择中的测量位置的数量包括少于一半的所选集合中的测量位置的数量，可选地少于四分之一。

5.根据前述任一项所述的方法，其中，所述动态选择的测量位置子集包括少于一半的所选测量位置集合，可选地少于四分之一。

6.根据前述任一项所述的方法，其中，所述动态选择的测量位置集合包括从多个预定义子集中选择的至少一个子集。

7.根据前述任一项所述的方法，其中，至少部分地通过识别一个或多个预定义指纹来选择所述动态选择的测量位置子集。

8.根据前述任一项所述的方法，其中，所述动态选择的测量位置子集包括通过识别在所选测量位置之一处的统计上例外的测量值而选择的至少一个位置。

9.根据前述任一项所述的方法，其中，所述动态选择的测量位置子集包括通过识别在多个所选测量位置上的测量值的统计上例外的分布而选择的至少一个位置。

10.根据前述任一项所述的方法，其中，至少部分地响应于在多个所选测量位置上观察到的梯度而确定所述动态选择的测量位置子集。

11.根据前述任一项所述的方法，其中，部分地基于所述初步选择的测量以及部分地基于与所述衬底一起接收的上下文信息来选择所述动态选择的子集。

12.根据前述任一项所述的方法，其中，处理多个衬底，针对每个衬底单独地进行所述测量位置集合的选择。

13.根据项12所述的方法，其中，针对每个衬底，所述初步选择的测量位置是相同的。

14.根据前述任一项所述的方法，进一步包括步骤：对所述测量值应用质量测试，以及基于所述质量测试的结果来将零或减小的权重应用于被识别为异常值的一个或多个测量值。

15.根据项14所述的方法，其中，所述质量测试基于所述测量值与基于先前处理的衬底的统计数据的比较。

16.根据项15所述的方法，其中，所述统计数据表示先前处理的衬底上的测量值的变化，并且所述质量测试基于当前测量值与在所述先前衬底上的对应位置处看见的变化范围的比较。

17.根据项16所述的方法，其中，使用相对于拟合模型的残差值来确定所述变化。

18.根据项15所述的方法，其中，所述统计数据表示描述在所述先前衬底上的测量值的空间分布的分量矢量集合。

19.根据项18所述的方法，其中，所述质量测试将测量值与由一个或多个分量矢量所预测的值进行比较。

20.根据项15至19中任一项所述的方法，其中，利用至少部分地基于所述统计数据的值来替换所述异常值测量值。

21.根据项14至20中任一项的方法，其中，所述质量测试至少部分地基于在所述衬底上测量的高度数据。

22.根据项14至21中任一项的方法，其中，将零权重应用于异常值测量值。

23.根据项14至22中任一项所述的方法，其中，利用在相邻位置处进行的测量值来替换所述异常值测量值。

24.根据前述任一项所述的方法，其中，所述测量值是在将衬底装载到光刻设备中之后进行的位置测量值，所述方法进一步包括使用所述位置测量值来将图案应用到所述衬底。

25.根据项24所述的方法，其中，响应于使用所述初步选择的测量位置所获得的高度测量值，动态地选择平面内位置偏差的测量位置。

26.根据项25所述的方法，其中，响应于在所述高度测量值中观察到的梯度，动态地选择平面内位置偏差的测量位置。

27.根据项1至26中任一项所述的方法，其中，所述测量值是在光刻过程步骤之后在所述衬底上执行的性能参数的测量值。

28.根据项27所述的方法，进一步包括至少部分地基于所述性能参数的测量值来控制后续光刻过程步骤。

29.根据项27或28所述的方法，进一步包括至少部分地基于所述性能参数的测量值来控制后续计量步骤。

30.根据项27至29中任一项的方法，其中，所述测量值是作为性能参数的套刻的测量值。

31.一种用于执行光刻过程中的过程步骤的设备，所述设备包括用于在执行所述过程步骤之前用于对衬底进行测量的测量系统，所述测量系统被布置成使用根据项1至30中任一项的方法在所述衬底上的选定位置集合处获得测量值。

32.根据项29所述的设备，其中，所述过程步骤是将图案应用到所述衬底的步骤。

33.根据项32所述的设备，其中，所述测量值是用于在相对于已经存在于所述衬底上的特征而定位所述图案时使用的对准测量值。

34.一种计算机程序产品，包含一个或多个机器可读指令序列，用于使处理装置或处理装置的系统控制测量系统以在根据项31至33中任一项的设备中执行根据项1至31中任一项的方法。

35.一种计量设备，其被布置成使用根据项1至30中任一项的方法在衬底上的所选位置集合处获得结构的一个或多个属性的测量值。

36.一种计算机程序产品，包含一个或多个机器可读指令序列，用于使处理装置或处理装置的系统控制计量设备以在根据项35的设备中执行根据项1至30中任一项的方法。

37.一种制造器件的方法，其包括光刻过程步骤，其中，在执行所述光刻过程步骤之前或之后，通过根据项1至30中任一项的方法在衬底上的选定位置集合处获得测量值，并且其中，所获得的测量值被用来调节所述光刻过程步骤的参数，以用于处理所述衬底和/或其他衬底。

38.一种针对在衬底上的测量位置处进行的测量值确定加权因子的方法，所述方法包括以下步骤：

对所述测量值应用质量测试，所述质量测试至少部分地基于与所述测量位置相关联的补充数据；以及

基于所述质量测试的结果来确定所述加权因子。

39.根据项38所述的方法，其中，所述补充数据包括基于先前处理的衬底的统计数据。

40.根据项39所述的方法，其中，所述统计数据表示先前处理的衬底上的测量值的变化，并且所述质量测试基于所述测量值与在所述先前处理的衬底上的对应位置处看到的变化的比较。

41.根据项40所述的方法，其中，使用相对于拟合模型的残差值来确定所述变化。

42.根据项39所述的方法，其中，所述统计数据表示描述所述先前处理的衬底的测量值的空间分布的分量矢量集合。

43.根据项42所述的方法，其中，所述质量测试将所述测量值与由一个或多个分量矢量所预测的值进行比较。

44.根据项39至43中任一项的方法，其中，利用至少部分地基于所述统计数据的值来替换使用所述质量测试识别的异常值测量值。

45.根据项38至45中任一项的方法，其中，所述质量测试至少部分地基于在所述衬底上测量的高度数据。

46.根据项38至45中任一项的方法，其中，将零权重应用于使用所述质量测试所识别的异常值测量值。

47.根据项38至46中任一项的方法，其中，利用在相邻位置处的测量值来替换使用所述质量测试所识别的异常值测量值。

48.一种计算机程序产品，包含一个或多个机器可读指令序列，用于使处理装置或处理装置的系统接收在衬底上的各位置处进行的测量值，并且执行根据项38至47中任一项的方法以针对所述测量值确定加权因子。

49.一种计量设备，其被布置成在衬底上的选定位置集合处获得结构的一个或多个属性的测量值，所述计量设备进一步被布置成使用根据项38至47中任一项的方法来将加权因子应用于所述测量值。

50.一种制造器件的方法，包括光刻过程步骤，其中，在执行所述光刻过程步骤之前或之后，在衬底上的选定位置集合处获得测量值，其中针对所述测量值的加权因子通过根据项38至47中任一项的方法来获得，并且其中根据所述加权因子修改的所获得的测量值被用来调节所述光刻过程步骤的参数，以用于处理所述衬底和/或其他衬底。

结论

总之，本公开提供了一种从衬底或多个衬底上的位置获得测量值的方法，其中应用测量位置的动态选择以增加所获得的测量值的相关性。特别地，不是在衬底上应用固定的采样方案，而是可以应用衬底特定的采样方案，其是响应于少量初始测量值而动态确定的。响应于在初步选择的测量位置处的测量结果而动态地定义测量位置集合允许更有效地使用可用的测量时间预算。

在动态选择的测量位置集合处进行的测量值的类型可以与在初步选择的测量位置处进行的测量值的类型相同或不同。在类型相同的情况下，在初步选择的位置处进行的测量值可以与在动态选择的位置处进行的测量值组合，以形成单个测量值集合以用于分析。

所公开的方法允许提供光刻设备和操作光刻设备的方法，其中可以改善诸如套刻之类的性能参数，而无需附加的测量，或者甚至测量数量减少。可以在使用或不使用附加上下文信息的情况下执行动态选择。可以在没有性能损失除此以外可能结果损失的情况下，维持和/或增加生产量。

在其他实施例中，所公开的方法允许提供计量设备和操作计量设备的方法，其中可以获得光刻过程的性能参数的更相关的测量值，而无需附加的测量(或测量的数量减少)。可以在没有测量有用性损失除此以外可能结果损失的情况下，维持和/或增加生产量。

根据本公开的第二方面，可以使用一种或多种类型的补充数据更可靠地检测和去加权或去除异常值。该方法不需要新硬件；它可以通过适配软件和工作方式来应用。它使用可能存在于光刻工具或计量工具中(或者至少在工具的连接的控制系统中)的可用信息。它不需要对生产量产生负面影响，除非需要在不同位置处重复测量以代替异常值测量值。在性能方面，可以获得在套刻(或其他性能参数)中晶片到晶片变化的减小。通过报告数据中的减小的变化，控制回路(APC回路)中的噪声也较少。通过消除由晶片对准异常值引起的套刻误差，可以改善产出/返工率。当将该方法应用来检测套刻计量中的异常值时，可以获得类似的益处。

可以使用包含一个或多个机器可读指令序列的计算机程序来实现所描述的任何方面中的本发明的实施例，该机器可读指令序列描述识别由对准传感器获得的位置数据中的特性的方法，并且应用如上所述的校正。可以例如在图1的控制单元LACU或某些其他控制器内(例如在计量设备140内)，执行该计算机程序。还可以提供在其中储存这种计算机程序的数据储存介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。

本发明的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种在执行光刻过程步骤之前或之后从衬底上的位置获得测量的方法，其中从所有可能的测量位置之中选择测量位置集合，并且在每个所选位置处测量由在所述衬底上的结构的属性构成，其中至少部分地响应于与使用初步选择的测量位置所获得的测量相关联的指纹的识别而动态地选择所选测量位置的至少一个子集。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述初步选择的测量位置包括所选测量位置集合的第一子集，响应于使用所述初步选择所获得的测量而动态地选择所选测量位置集合的第二子集。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述初步选择中的测量位置的数量包括少于一半的所选集合中的测量位置的数量，可选地少于四分之一。

4.根据权利要求1所述的方法，其中动态地选择的测量位置子集包括通过识别a)在所选测量位置之一处的统计上例外的测量、或b)在多个所选测量位置上的测量的统计上例外的分布而选择的至少一个位置。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中至少部分地响应于在多个所选测量位置上观察到的梯度而确定动态地选择的测量位置子集。

6.根据权利要求1所述的方法，其中部分地基于与所述衬底一起接收的上下文信息来选择动态地选择的子集。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤：对所述测量应用质量测试，以及基于所述质量测试的结果来将零或减小的权重应用于被识别为异常值的一个或多个测量。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述质量测试基于所述测量与基于先前处理的衬底的统计数据的比较。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述质量测试至少部分地基于在所述衬底上测量的高度数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其中利用邻近位置处进行的测量来代替异常值测量。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量是在将衬底装载到光刻设备中之后进行的位置测量，所述方法进一步包括使用所述位置测量来将图案应用到所述衬底。

12.根据权利要求11所述的方法，其中响应于使用所述初步选择的测量位置所获得的高度测量，动态地选择平面内位置偏差的测量位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其中响应于在所述高度测量中观察到的梯度，动态地选择平面内位置偏差的测量位置。

14.一种用于执行光刻过程中的过程步骤的设备，所述设备包括用于在执行所述过程步骤之前用于进行衬底的测量的测量系统，所述测量系统被布置成使用根据权利要求1所述的方法来在所述衬底上的选定位置集合处获得测量。

15.一种计量设备，其被布置成使用根据权利要求1所述的方法来在衬底上的选定位置集合处获得结构的一个或多个属性的测量。